第八單元 金屬和金屬材料課題3 金屬資源的利用和保護(hù)第2課時 金屬資源保護(hù)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知識與技能（1）了解金屬蝕銹的條件。（2）了解防止金屬生銹的簡單方法。（3）知道廢棄金屬對環(huán)境的污染，認(rèn)識回收金屬的重要性。2.過程與方法（1）通過對鐵生銹條件的實驗設(shè)計進(jìn)行探究，學(xué)習(xí)控制實驗條件以及對實驗現(xiàn)象進(jìn)行比較、分析、概括，并得出結(jié)論。（2）能主動與他人交流、討論，清楚地表達(dá)自己的觀點。3.情感態(tài)度與價值觀（1）通過對生活中鐵生銹變化的分析，體會化學(xué)就在你我身邊。（2）樹立珍惜資源、愛護(hù)環(huán)境、合理使用資源的觀念。【學(xué)習(xí)重點】了解金屬生銹的條件和金屬資源的保護(hù)方法，激發(fā)學(xué)生的探究欲。【學(xué)習(xí)難點】如何讓學(xué)生學(xué)會解決生活中金屬蝕銹的問題。【教學(xué)流程】創(chuàng)設(shè)情境準(zhǔn)備實驗用品展示金屬制品腐蝕生銹的圖片導(dǎo)入新課講解鐵生銹實驗的要點實驗導(dǎo)學(xué)解決生活中金屬蝕銹的問題，建立珍惜資源、愛護(hù)環(huán)境的觀念合作探究歸納總結(jié)本節(jié)所學(xué)內(nèi)容課堂小結(jié)本節(jié)知識的練習(xí)并布置作業(yè)檢測反饋，布置作業(yè)【教學(xué)設(shè)計】一、創(chuàng)設(shè)情境自然界的金屬資源很豐富，但是金屬腐蝕也是普遍存在的現(xiàn)象。金屬被腐蝕后，在外形、色澤和機(jī)械性能等方面都將發(fā)生變化，造成設(shè)備破壞、管道泄漏、產(chǎn)品污染、釀成爆炸等惡性事故以及資源和能源的嚴(yán)重浪費(fèi)，使國民經(jīng)濟(jì)受到巨大損失。因此研究金屬腐蝕原理，采取防護(hù)措施，對經(jīng)濟(jì)建設(shè)有著十分重大的意義。二、新課導(dǎo)入【投影展示】資料一：據(jù)有關(guān)資料報道，現(xiàn)在世界上每年因腐蝕而報廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于年產(chǎn)量的20%40%。資料二：礦物的儲量有限，而且不能再生。根據(jù)已探明的一些礦物的儲藏量，并根據(jù)目前這些金屬的消耗速度，有人估計一些礦物可供開采的年限如下圖所示(不包括今后新探明的礦物儲量、一些國家的金屬儲備量和金屬的回收利用等)。據(jù)估計一些礦物可供開采的年限金屬礦物鋁鐵銅鋅鉛金錫銀開采年限257年195年42年27年26年26年17年16年【提問】金屬腐蝕可給我們帶來哪些危害？【回答】生1：一、金屬大量腐蝕使冶煉金屬的成本提高；既消耗能源，又浪費(fèi)礦物，還可能產(chǎn)生大量的廢氣，危害人類健康。二、使金屬制品的壽命縮短。生2：作為量器，將影響到其精確度。生3：若高科技領(lǐng)域所用金屬制品銹蝕，如在火箭上，將會失之毫厘，謬以千里，其帶來的損失不可估量。生4：金屬制品銹蝕，會影響其美觀程度。【提問】金屬資源短缺對人類社會的發(fā)展意味著什么？【回答】1.金屬資源短缺時，將會使好多金屬冶煉廠因缺乏原料而倒閉，工人下崗。2人們設(shè)計好的金屬制品將會因原料短缺而無法付諸實踐，即心想事不成。3我們現(xiàn)在的交通工具多是金屬制品。若金屬資源短缺，它們的數(shù)量將急劇減少，從而影響人們的交流和旅行等。4要是沒有那么多的金屬起導(dǎo)電作用，我們勢必會經(jīng)常生活在黑暗中。5金屬資源短缺雖會影響人類對金屬制品的使用，但它卻可以促使人們?nèi)ふ腋玫奶娲贰?師鼓勵學(xué)生暢所欲言，并對他們的奇思妙想進(jìn)行評價)【講解】由大家剛才的討論可知，金屬腐蝕和金屬資源短缺對人類是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，保護(hù)金屬資源也就成了目前我們所面臨的重大問題。【板書】金屬資源的保護(hù)【講解】防止金屬腐蝕是我們保護(hù)金屬資源的有力措施。【板書】1.金屬的腐蝕和防護(hù)【講解】金屬腐蝕是需要條件的，如要有能夠發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，反應(yīng)物要能相互接觸，生成物不會對反應(yīng)起阻礙作用等等。只要我們知道了金屬腐蝕的條件，就能知道如何防止金屬制品腐蝕。下面，就讓我們以生活中最常見的鐵制品為例來探究鐵制品的銹蝕條件及防銹措施。【板書】(1)鐵制品銹蝕條件的探究【投影展示】現(xiàn)有潔凈無銹的鐵釘、試管、稀硫酸(或醋酸)、食鹽水、經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水、植物油、棉花和干燥劑氯化鈣。試設(shè)計實驗比較鐵釘在不同環(huán)境中的銹蝕速度。(注：此實驗可在約一周前給學(xué)生布置)(學(xué)生交流實驗方案和實驗結(jié)果)學(xué)生設(shè)計的方案大約有以下幾種：【實驗步驟】取幾個潔凈無銹的鐵釘，分別放入試管中，進(jìn)行下列實驗：1在試管1中加入稀硫酸或醋酸浸沒鐵釘；2在試管2中加入稀硫酸或醋酸浸沒鐵釘，浸沒鐵釘后，倒去溶液；3在試管3中加入少量食鹽水，使鐵釘一部分浸在溶液中；4在試管4中加入少量的蒸餾水，使鐵釘一部分浸在水中；5在試管5中注滿迅速冷卻的沸水；6在試管6中注滿迅速冷卻的沸水，再加入植物油；7在試管7中加入少量的干燥劑(生石灰或無水氯化鈣)，再放一團(tuán)干棉花，塞緊橡皮塞。【討論總結(jié)】鐵釘銹蝕的快慢順序為1234567。【板書】師根據(jù)以上實驗，引導(dǎo)學(xué)生得出導(dǎo)致鐵釘銹蝕的因素，并板書：在水、氧氣同時存在的環(huán)境中鐵能銹蝕。酸和氯化鈉能使鐵在氧氣、水存在的環(huán)境中加速銹蝕。【講解】鐵制品銹蝕的過程，實際上是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成鐵銹的過程。鐵銹的主要成分是Fe2O3xH2O。【過渡】鋁與氧氣反應(yīng)生成的氧化鋁能起到保護(hù)里層鋁的作用。鐵銹是否也能保護(hù)里層的鐵呢？【回答】不能。【講解】鐵銹是一種疏松多孔的物質(zhì)。具有吸水性，它能讓水分和空氣中的氧氣穿過它的空隙，不斷向里層滲透，繼續(xù)跟鐵反應(yīng)，直至鐵被完全銹蝕。故鐵銹反而能加速里層鐵的生銹。為什么方案5中的鐵釘比方案4中的鐵釘銹得慢呢？【回答】因為煮沸過的蒸餾水中氧氣極少。【提問】了解了鐵制品銹蝕的條件，我們應(yīng)該采取什么措施來防止鐵制品的生銹呢？【板書】(2)鐵制品的防護(hù)措施【回答】生1：鐵制品放置時要遠(yuǎn)離酸性環(huán)境，盡量放置在干燥的環(huán)境中。生2：給鐵制品外面穿一層“保護(hù)衣”，如：可涂上隔絕空氣的油脂、油漆、鍍上一層耐腐蝕的其他金屬、高溫灼燒金屬、進(jìn)行“烤藍(lán)”處理等等。生3：一發(fā)現(xiàn)鐵制品有銹蝕，就馬上處理，以防止其繼續(xù)蔓延。【總結(jié)歸納，并板書】把鐵制品放在非酸性的干燥環(huán)境中。為其穿一層耐腐蝕的外衣。【提問】自行車的構(gòu)件如支架、鏈條、鋼圈等，分別采取了什么防銹措施？【回答】刷漆、涂油脂、鍍其他金屬等。【提問】上面我們討論了鐵制品的腐蝕和防護(hù)。對于金屬資源，除了采取防止金屬腐蝕的措施外，還可以通過什么途徑來使金屬資源得到保護(hù)呢？【板書】2.金屬資源的保護(hù)【提問】廢品收購站為什么要收購廢鐵、廢銅和易拉罐等金屬？【回答】回收它們是為了對它們進(jìn)行再利用。【提問】很正確！金屬的回收和利用是保護(hù)金屬資源的又一有效途徑。廢棄金屬的回收有什么意義？【回答】(1)可節(jié)約金屬資源。(2)由于金屬冶煉需在高溫下進(jìn)行，回收廢棄金屬并再利用可節(jié)約能源。(3)降低金屬制品的生產(chǎn)成本，可方便人們得到物美價廉的金屬制品。(4)可減少重金屬對水體和土壤的污染。【講解】據(jù)估算，回收一個鋁制飲料罐比制造一個新飲料罐要便宜20%，1 t廢鋼鐵回爐冶煉可煉成近1 t鋼，跟用鐵礦石冶煉相比，能節(jié)約11 t煤和鐵礦石，減少污染空氣的懸浮微粒11 kg，可見回收利用廢金屬，具有巨大的社會和經(jīng)濟(jì)效益。目前世界上已有50%以上的鐵和90%以上的金屬得到了回收和利用。你還知道保護(hù)金屬資源的其他途徑嗎？【回答】合理開采礦物，可避免亂采礦所引起的金屬資源的浪費(fèi)；尋找金屬的代用品也可使金屬資源得到保護(hù)；進(jìn)一步研究金屬的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，使各種金屬都能最大限度地得以運(yùn)用【板書】(1)防止金屬腐蝕(2)回收和利用廢舊金屬(3)合理開采礦物(4)尋找金屬代用品(5)物盡其用【總結(jié)】本節(jié)課我們主要探究了鐵制品的腐蝕和防護(hù)，同時討論了金屬資源的保護(hù)問題。金屬資源不可再生，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國的金屬資源呈日益短缺之勢，因此保護(hù)金屬資源，人人有責(zé)。希望大家能從身邊做起，從自己做起，也希望大家能好好學(xué)習(xí)，能在將來利用你的智慧找出更多的金屬代用品，從而使我們的未來不再為金屬資源的匱乏而發(fā)愁。金屬的腐蝕和防護(hù)三、課堂小結(jié)鐵制品銹蝕條件的探究：在水、氧氣同時存在的環(huán)境中鐵能銹蝕鐵制品的防護(hù)措施：將鐵制品與水、氧氣隔絕金屬資源的保護(hù)金屬資源的保護(hù)(1)防止金屬腐蝕(2)回收和利用廢舊金屬(3)合理開采礦物(4)尋找金屬代用品【布置作業(yè)】完成相應(yīng)練習(xí)。【教學(xué)反思】本課題涉及的知識面實際上很廣，介紹了地球上及我國的金屬資源情況、鐵的冶煉、化學(xué)方程式中有關(guān)雜質(zhì)問題的計算、金屬的腐蝕和防護(hù)以及金屬資源的保護(hù)等，既有知識、技能方面的內(nèi)容，又有環(huán)境意識和資源意識等情感領(lǐng)域的內(nèi)容。所以在本課題的設(shè)計上，充分運(yùn)用了豐富的視頻素材資源引導(dǎo)學(xué)生去感知所學(xué)的知識，巧妙地設(shè)計問題，然后將學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)生，利用教材并結(jié)合視頻素材所提供的資源以及自己準(zhǔn)備的探究實驗，讓學(xué)生進(jìn)行討論和交流。教師僅僅是一個組織者和引導(dǎo)者，給學(xué)生一個展示自己的平臺，有利于培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力和交流合作能力，讓學(xué)生在課堂上充分發(fā)揮主體作用，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性會更強(qiáng)。4